CN111618395A - 一种逆变手工弧焊机的熄弧控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及弧焊机技术领域，公开了一种逆变手工弧焊机的熄弧控制电路，其包括供电电路，供电电路包括交流电源AC，交流电源AC电连接有逆变电路的输入侧，逆变电路的输出侧电连接有输出端子OUT+和OUT‑；还包括用于检测供电电路中输出端子OUT+和OUT‑间输出电压Uo的输出电压检测电路、和用于检测检测供电电路中输出端子OUT+和OUT‑间输出电流Io的输出电流检测电路，供电电路、输出电压检测电路和与输出电流检测电路依次电连接，输出电压检测电路和输出电流检测电路输出收弧控制信号用于弧焊机收弧。本发明具有能够准确及时熄弧的效果。

Description

一种逆变手工弧焊机的熄弧控制电路

技术领域

本发明涉及弧焊机技术领域，尤其是涉及一种逆变手工弧焊机的熄弧控制电路。

背景技术

随着逆变电焊机的广泛应用，目前市场应用最广的就是手工电弧焊，在手工电弧焊中，熄弧是不可避免的，必须采用正确的熄弧方法。

熄弧不好时，形成很浅的熔池，焊缝金属的密度和强度较差，容易形成裂纹，气孔和夹渣等缺陷。熄弧过早时则会形成收尾处弧坑低，严重时会降低强度，并可能因此产生裂纹。收弧过晚时，由于弧压比较高，收尾处容易形成气孔和夹渣等缺陷，严重时会降低强度，并可能因此产生裂纹。

因此收弧时准确及时的熄灭电弧对焊接质量有很大的帮助。现有手工弧焊机熄弧仅依靠熟练焊工日积月累的实践和经验才能保证手工电弧焊收弧时的质量，这对焊工的焊接经验和焊接技能要求特别高，对新手焊工来说是一道非常难跨越的门槛。尤其在国外DIY市场，客户群体不是熟练电焊工，使用者的焊接体验和焊接收尾时的质量等问题尤其明显。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种能够准确及时熄弧的逆变手工弧焊机的熄弧控制电路。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种逆变手工弧焊机的熄弧控制电路，包括供电电路，所述供电电路包括交流电源AC，所述交流电源AC电连接有逆变电路的输入侧，所述逆变电路的输出侧电连接有输出端子OUT+和OUT-；还包括用于检测供电电路中输出端子OUT+和OUT-间输出电压Uo的输出电压检测电路、和用于检测检测供电电路中输出端子OUT+和OUT-间输出电流Io的输出电流检测电路，所述供电电路、所述输出电压检测电路和与所述输出电流检测电路依次电连接，所述输出电压检测电路和所述输出电流检测电路输出收弧控制信号用于弧焊机收弧。

通过采用上述技术方案，根据电压检测电路和电流检测电路联合检测供电电路输出端的电压和电流情况，将供电电路的输出端的输出电压和输出电流作为判断是否需要收弧的依据，经过检测判断后若符合熄弧的条件，则收弧控制信号输出至弧焊机，用于关闭焊机，即实现了及时熄弧，解决了新手焊工用手工弧焊机熄弧时不能准确及时而引起的弧坑低，强度降低，产生气孔和夹渣等缺陷等问题；降低了熟练焊工的职业准入门槛，让新手焊工也可以达到到熟练焊工的熄弧效果。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述输出电压检测电路包括电连接的第一分压电路、第一滤波电路和第一比较电路。

通过采用上述技术方案，第一分压电路输出分压后电压与第一比较电路中的电压进行比较，并输出比较结果用于判断是否符合熄弧条件，第一滤波电路用于将第一分压电路中的电压进行滤波，以降低信号的波动对电压比较造成影响，有利于提高电路的稳定性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一分压电路包括用于分压的电阻R3和电阻R4，所述输出端子OUT+处电连接至所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端电连接至所述电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端接地，所述电阻R3电和所述电阻R4之间的电压为电压UF’。

通过采用上述技术方案，由于输出端子OUT+的电压值较大，不能直接输入第一比较电路进行比较，因此需要经电阻R3和电阻R4分压，以输出适合第一比较电路的电压UF’。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一滤波电路包括滤波电容C5，所述滤波电容C5并联在所述电阻R4的两端，使得所述电压UF’滤波后为电压UF，所述电压UF输入比较器OA1的正相输入端。

通过采用上述技术方案，由于直接从电源输出端分压后得到的电压UF’不稳定，因此需要滤波电路进行滤波以降低对第一比较电路的干扰，电压UF’经滤波电容C5滤波后输出较稳定的电压UF，用于输入比较器OA1的正相输入端。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一比较电路包括第一预设电压电路，所述第一预设电压电路包括直流电源DC，所述直流电源DC的正极电连接有电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端电连接有电阻R6的一端，所述电阻R6的另一端接地，所述电阻R5和所述电阻R6之间的电压为电压U1，所述电压U1输入所述比较器OA1的负相输入端，所述比较器OA1的输出端电连接至PWM脉冲宽度调制电路，所述比较器OA1由所述直流电源DC供电，所述直流电源DC的负极接地。

通过采用上述技术方案，第一预设电压电路用来输出预设电压U1与电压UF进行比较，当U1小于UF时，比较器OA1输出高电平，当U1大于UF时，比较器OA1输出低电平；当U1等于UF时，比较器OA1输出端的信号产生跃变。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述电流检测电路包括依次电连接的第二电压电路、第二比较电路和开关电路。

通过采用上述技术方案，第二电压电路将供电电路中的电流转换成电压信号，并通过第二比较电路进行比较，控制开关电路的开关，从而用于判断是否符合熄弧条件。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二电压电路包括分流器RS1，所述分流器RS1的一端接地，另一端电连接至所述输出端子OUT-处，所述分流器RS1和所述输出端子OUT-之间的连接点处产生电压信号UFB+，所述分流器RS1和所述输出端子OUT-之间的连接点处电连接至比较器OA2的负相输入端。

通过采用上述技术方案，供电电路中的电流经分流器RS1转换为电压信号UFB+，并输入比较器OA2的负相输入端待比较。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二比较电路包括第二预设电压电路，所述第二预设电压电路包括直流电源DC，所述直流电源DC的正极电连接有电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端电连接有电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端接地，所述电阻R8和所述电阻R9之间的连接点处的电压设为电压U2，所述电压U2输入至所述比较器OA2的正相输入端。

通过采用上述技术方案，第二预设电压电路将直流电源DC的电源分压后得到预设的电压值U2，并与电压信号UFB+进行比较，当U2大于UFB+时，比较器OA2输出高电平，当U2小于UFB+时，比较器OA2输出低电平，当U2等于UFB+时，比较器OA2输出端的电压产生跃变。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述开关电路包括电阻R7，所述比较器OA2的输出端电连接至所述电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端电连接有三级管Q1的基极，所述三级管Q1的发射极接地，所述三级管Q1的集电极电连接至所述比较器OA1的正相输入端。

通过采用上述技术方案，比较器OA2输出端的信号控制三级管Q1的通断，当U2大于UFB+，比较器OA2输出高电平，三级管Q1导通，即比较器OA1的正相输入端接地，U1大于UF，即比较器OA1的输出端输出低电平至PWM脉冲宽度调制电路，即开启焊机的输出；当U2小于UFB+时，比较器OA2输出低电平，此时三级管Q1不导通，比较器OA1根据电压U1和电压UF进行判断，当U1小于UF时，比较器OA1输出高电平至PWM脉冲宽度调制电路，即关闭焊机的输出，即熄弧；当U1大于UF时，比较器OA1输出低电平至PWM脉冲宽度调制电路，即判断为当前处于正常焊接的过程，处于开启焊机的输出状态。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述逆变电路包括依次电连接的变压电路、整流电路和滤波电路。

通过采用上述技术方案，由于交流电源AC不可以直接用于焊接，因此需要使用变压电路将交流电的频率进行调整，然后利用整流电路将交流电变为直流电，最后经过滤波电路得到较为平稳的直流电。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.本发明的核心是在手工电弧焊在焊接结束过程中对熄弧的准确控制，优化使用者的焊接体验，提高保证焊接收尾时的焊接质量；

2.本发明解决了新手焊工用手工弧焊机熄弧时不能准确及时而引起的弧坑低，强度降低，产生气孔和夹渣等缺陷等问题；

3.降低了熟练焊工的职业准入门槛，让新手焊工也可以达到到熟练焊工的熄弧效果。

附图说明

图1是本实施例的电路图。

附图标记：1、供电电路；11、逆变电路；111、变压电路；112、整流电路；113、滤波电路；2、输出电压检测电路；21、第一分压电路；22、第一滤波电路；23、第一比较电路；231、第一预设电压电路；3、输出电流检测电路；31、第二电压电路；32、第二比较电路；321、第二预设电压电路；33、开关电路。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种逆变手工弧焊机的熄弧控制电路，包括供电电路1，供电电路1包括220V的交流电源AC。交流电源AC电连接有逆变电路11的输入侧，逆变电路11的输出侧电连接有输出端子OUT+和OUT-。逆变电路11包括依次电连接的变压电路111、整流电路112和滤波电路113。由于交流电源AC不可以直接用于焊接，因此需要使用变压电路111将交流电源AC的频率进行调整，然后利用整流电路112将交流电变为直流电，最后经过滤波电路113得到较为平稳的直流电。

还包括用于检测供电电路1输出端子OUT+和OUT-间的输出电压Uo的输出电压检测电路2、和用于检测输出电路输出端子OUT+和OUT-间的输出电流Io的输出电流检测电路3。供电电路1、输出电压检测电路2和与输出电流检测电路3依次电连接，输出电压检测电路2和输出电流检测电路3输出收弧控制信号用于控制弧焊机的收弧。

输出电压检测电路2包括依次电连接的第一分压电路21、第一滤波电路22和第一比较电路23。

第一分压电路21包括电阻R3和电阻R4，输出端子OUT+处电连接至电阻R3的一端，电阻R3的另一端电连接至电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地。

第一滤波电路22包括滤波电容C5，滤波电容C5并联在电阻R4的两端。

第一比较电路23包括第一预设电压电路231，第一预设电压电路231包括直流电源DC，直流电源DC的正极电连接有电阻R5的一端，电阻R5的另一端电连接有电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地。电阻R5和电阻R6之间的电压为电压U1，电压U1输入比较器OA1的负相输入端，比较器OA1的输出端电连接至PWM脉冲宽度调制电路。比较器OA1由直流电源DC供电，直流电源采用15V的直流电源，直流电源DC的负极接地。比较器OA1为运算放大器。

电阻R3电和电阻R4之间的电压为电压UF’。由于输出端子OUT+处的电压较大，不能直接输入第一比较电路23进行比较，因此需要经电阻R3和电阻R4分压，以输出适合第一比较电路23的电压UF’。电压UF’滤波后为电压UF，电压UF输入比较器OA1的正相输入端。由于直接从输出端子OUT+处分压后得到的电压UF’不稳定，因此需要滤波电路113进行滤波以降低干扰，电压UF’经滤波电容C5滤波后输出较稳定的电压UF，用于输入比较器OA1的正相输入端。第一预设电压电路231用来输出预设电压U1与电压UF进行比较，当U1小于UF时，比较器OA1输出高电平，当U1大于UF时，比较器OA1输出低电平。当U1等于UF时，比较器OA1输出端的信号产生跃变。输出电流检测电路3包括电连接的第二电压电路31、第二比较电路32和开关电路33。第二电压电路31将供电电路1中的电流转换成电压信号，并通过第二比较电路32进行比较，控制开关电路33的开关，从而用于判断是否符合熄弧条件。

第二电压电路31包括分流器RS1，分流器RS1的一端接地，另一端电连接至输出端子OUT-处，分流器RS1和输出端子OUT-之间的连接点处产生电压信号UFB+，分流器RS1和输出端子OUT-之间的连接点处电连接至比较器OA2的负相输入端。供电电路1中的电流经分流器RS1转换为电压信号UFB+，并输入比较器OA2的负相输入端待比较。

第二比较电路32包括第二预设电压电路321，第二预设电压电路321包括直流电源DC，直流电源DC的正极电连接有电阻R8的一端，电阻R8的另一端电连接有电阻R9的一端，电阻R9的另一端接地。电阻R8和电阻R9之间的连接点处的电压设为电压U2，电压U2输入至比较器OA2的正相输入端。比较器OA2为运算放大器。第二预设电压电路321将直流电源DC的电源分压后得到预设的电压值U2，电压值U2与电压信号UFB+进行比较，当U2大于UFB+时，比较器OA2输出高电平。当U2小于UFB+时，比较器OA2输出低电平。当U2等于UFB+时，比较器OA2输出端的电压产生跃变。

开关电路33包括电阻R7，比较器OA2的输出端电连接至电阻R7的一端。电阻R7的另一端电连接有三级管Q1的基极，三级管Q1为NPN型三极管，为高导元器件。三级管Q1的发射极接地，三级管Q1的集电极电连接至比较器OA1的正相输入端。比较器OA2输出端的信号控制三级管Q1的通断。当U2大于UFB+，比较器OA2输出高电平，三级管Q1导通，即比较器OA1的正相输入端接地。U1大于UF，即比较器OA1的输出端输出低电平至PWM脉冲宽度调制电路，即开启焊机的输出。当U2小于UFB+时，比较器OA2输出低电平，此时三级管Q1不导通，比较器OA1根据电压U1和电压UF进行判断。当U1小于UF时，比较器OA1输出高电平至PWM脉冲宽度调制电路，关闭焊机的输出，即熄弧。当U1大于UF时，比较器OA1输出低电平至PWM脉冲宽度调制电路，即判断为当前处于正常焊接的过程，处于开启焊机的输出状态。

本实施例的实施原理为：本发明的核心是在手工电弧焊在焊接结束过程中对熄弧的准确控制。具体的根据电压检测电路和电流检测电路联合检测供电电路1输出端的电压和电流情况。将供电电路1的输出端的输出电压和输出电流作为判断是否需要收弧的依据，经过检测判断后若符合熄弧的条件，则收弧控制信号输出至弧焊机，用于关闭焊机，即实现了焊机的及时熄弧。解决了新手焊工用手工弧焊机熄弧时不能准确及时而引起的弧坑低，强度降低，产生气孔和夹渣等缺陷等问题。且降低了熟练焊工的职业准入门槛，让新手焊工也可以达到到熟练焊工的熄弧效果。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种逆变手工弧焊机的熄弧控制电路，包括供电电路（1），其特征在于：所述供电电路（1）包括交流电源AC，所述交流电源AC电连接有逆变电路（11）的输入侧，所述逆变电路（11）的输出侧电连接有输出端子OUT+和OUT-；还包括用于检测供电电路（1）中输出端子OUT+和OUT-间输出电压Uo的输出电压检测电路（2）、和用于检测供电电路（1）中输出端子OUT+和OUT-间输出电流Io的输出电流检测电路（3），所述供电电路（1）、所述输出电压检测电路（2）和所述输出电流检测电路（3）依次电连接，所述输出电压检测电路（2）和所述输出电流检测电路（3）输出收弧控制信号用于弧焊机收弧。

2.根据权利要求1所述的一种逆变手工弧焊机的熄弧控制电路，其特征在于：所述输出电压检测电路（2）包括依次电连接的第一分压电路（21）、第一滤波电路（22）和第一比较电路（23）。

3.根据权利要求2所述的一种逆变手工弧焊机的熄弧控制电路，其特征在于：所述第一分压电路（21）包括用于分压的电阻R3和电阻R4，所述输出端子OUT+处电连接至所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端电连接至所述电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端接地，所述电阻R3电和所述电阻R4之间的电压为电压UF’。

4.根据权利要求3所述的一种逆变手工弧焊机的熄弧控制电路，其特征在于：所述第一滤波电路（22）包括滤波电容C5，所述滤波电容C5并联在所述电阻R4的两端，使得所述电压UF’滤波后为电压UF，所述电压UF输入比较器OA1的正相输入端。

5.根据权利要求4所述的一种逆变手工弧焊机的熄弧控制电路，其特征在于：所述第一比较电路（23）包括第一预设电压电路（231），所述第一预设电压电路（231）包括直流电源DC，所述直流电源DC的正极电连接有电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端电连接有电阻R6的一端，所述电阻R6的另一端接地，所述电阻R5和所述电阻R6之间的电压为电压U1，所述电压U1输入所述比较器OA1的负相输入端，所述比较器OA1的输出端电连接至PWM脉冲宽度调制电路，所述比较器OA1由所述直流电源DC供电，所述直流电源DC的负极接地。

6.根据权利要求5所述的一种逆变手工弧焊机的熄弧控制电路，其特征在于：所述电流检测电路包括依次电连接的第二电压电路（31）、第二比较电路（32）和开关电路（33）。

7.根据权利要求6所述的一种逆变手工弧焊机的熄弧控制电路，其特征在于：所述第二电压电路（31）包括分流器RS1，所述分流器RS1的一端接地，另一端电连接至所述输出端子OUT-处，所述分流器RS1和所述输出端子OUT-之间的连接点处产生电压信号UFB+，所述分流器RS1和所述输出端子OUT-之间的连接点处电连接至比较器OA2的负相输入端。

8.根据权利要求7所述的一种逆变手工弧焊机的熄弧控制电路，其特征在于：所述第二比较电路（32）包括第二预设电压电路（321），所述第二预设电压电路（321）包括直流电源DC，所述直流电源DC的正极电连接有电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端电连接有电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端接地，所述电阻R8和所述电阻R9之间的连接点处的电压设为电压U2，所述电压U2输入至所述比较器OA2的正相输入端。

9.根据权利要求8所述的一种逆变手工弧焊机的熄弧控制电路，其特征在于：所述开关电路（33）包括电阻R7，所述比较器OA2的输出端电连接至所述电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端电连接有三级管Q1的基极，所述三级管Q1的发射极接地，所述三级管Q1的集电极电连接至所述比较器OA1的正相输入端。

10.根据权利要求1所述的一种逆变手工弧焊机的熄弧控制电路，其特征在于：所述逆变电路（11）包括依次电连接的变压电路（111）、整流电路（112）和滤波电路（113）。

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